文档介绍：13 Building Structure 设计交流 We learn we go SATWE 结构整体计算时设计参数的合理选取(一) 姜学诗/ 中国建筑设计研究院审图所 1 总信息中各项参数的合理选取(一) 结构材料信息参数目前,在建筑工程(民用建筑和工业建筑)中,按结构材料分类,广泛应用的结构体系有钢筋混凝土结构、砌体结构、钢结构和钢与混凝土的混合结构四大类。结构材料信息参数可根据具体工程的结构材料类型,在上述四大类结构中选取一种。混凝土容重和钢材容重参数一般情况下,钢筋混凝土材料的容重为 25kN/m 3 ,钢材容重为 3。除了楼(屋)面板板面的建筑装修荷载和板底吊顶或吊挂荷载可以在结构整体计算时通过楼(屋)面“荷载平面图”输入外,梁、柱、墙等构件表面的建筑装修层(包括钢构件表面的防火、防腐蚀涂层或外包轻质防火板材等)的重量,则通过将钢筋混凝土材料或钢材容重乘以增大系数来考虑。根据具体工程的装修情况,钢筋混凝土材料容重的增大系数一般可取 ~ ,钢材容重的增大系数一般可取 ~ 。即结构整体计算时,输入的钢筋混凝土材料的容重可取为 26~ kN/m 3,钢材的容重可取为 82~92 kN/m 3 。钢材容重增大系数上限值较钢筋混凝土材料大,取左右,主要是还要考虑钢结构构件可能有的加劲肋和构件连接用节点板、拼接板及高强度螺栓等的重量。水平力的夹角(Rad)参数 “水平力的夹角( Rad )”参数,实际上是指水平力与整体坐标之间的夹角参数。建筑结构的整体坐标建立后(图 1 ),风荷载和地震力总是沿着坐标轴方向作用。当设计者认为在所设定的坐标系下风荷载和地震力不能使结构处于最不利的受力状态时,则可以让结构沿顺时针方向旋转一个角度,对于图 1 所示的结构,如定义水平力的夹角为 30 °,则结构将会如图 2所示布置,但风荷载和地震力并不随之而变, 仍然沿着水平的 x 向和 y 向作用,而竖向荷载不受影响。比较计算分析表明,定义水平力的夹角为一大于零的角度后,如果在结构整体计算中选择总刚分析方法, 则结构本身的周期、振型等固有特性,即周期值和各周期振型的平动系数和扭转系数不会改变,但平动系数在两个方向的分量会有所改变。图 1 结构平面示意(旋转前) 图 2 结构平面示意(旋转后) 由于侧刚模型是为减少结构的自由度而采取的一种简化计算方法,结构旋转一定角度后,结构简化模型的侧向刚度将随之改变,结构的周期和振型都会发生变化。因此建议在结构整体计算时,在各种情况下均应采用总刚模型,不应采用侧刚模型。地震作用具有极大的不确定性和不可预知性,这主要是指地震发生的时间、地点、强度和特性是不确定的。地球上的任何一个地方都有可能发生地震。地震作用是短时间的动力作用,一次地震的持续时间一般为 1min 左右,最长也很少超过 3min 。如四川5 ·12 汶川大地震,地震强烈波动时间长达100s,约为 2min。抗震设计时,对同一场地上的同一幢建筑结构而言, 由于结构在不同方向上的侧向刚度有差异,地震沿不同的方向作用,结构地震反应的大小一般也不相同。结构的地震反应显然是地震作用方向角的函数,因此,必然存在某个角度使得结构地震反应最大。这个角度称为最不利地震作用方向角, 并可以在 SATWE 软件计算结果文件中查到。根据抗震规范的要求,当文本文件输出的“地震作用最大的方向(角)”大于 15 ° 时,应将这个角度在“水平力的夹角( Rad )”参数项内填入,并重新进行结构整体计算,以体现最不利的地震作用的影响。由于 SATWE 软件对输入的两个不同角度进行计算所得到的结果不能自动取最不利情况,所以设计者需要在两个不同的工作目录下分别计算,然后对计算结果一一比较,取最不利的情况进行结构构件配筋设计。为了简化计算,避免对上述计算结果进行繁重的比较工作, 设计者也可以把这个角度作为斜交抗侧力构件地震作用方向之一,即在“斜交抗侧力构件方向的附加地震数”参数项内,增填这个角度进行结构整体分析,以提高结构的抗震安全性。地下室层数 14 设计交流 Building Structure We learn we go 多高层建筑,特别是高层建筑,一般均设有地下室。在结构分析与设计中,上部结构与地下室应作为一个整体进行设计计算。将上部结构与地下室分离计算,或者指定地下室水平嵌固层数(例如,对于一个有二层地下室的结构,在“地下室层数”参数项内若填-1,则表示上部结构嵌固在地下二层顶板部位;若填-2,则表示上部结构嵌固在地下一层顶板部位),均不符合工程实际情况, 也无法考虑上部结构在地下室嵌固部位的总水平地震剪力对地下室结